5.2. Особенности очистки водоемов механизированным и гидромеханизированным способом.

Механизированный способ очистки русла наиболее приемлем для небольших рек. Технологией работ в этом случае предусматривается как выгрузка грунта в отвалы с последующим разравниванием временных кавальеров (рис. 1), так и его погрузка в транспортные средства (значительно реже) и перемещение в выработанные карьеры и котлованы. В случае когда гидроотвалы остаются на пойме их необходимо выравнивать с последующей надвижкой растительного грунта бульдозером.

Слани из деревянных брусьев

Проектное сечение русла реки

Существующее русло реки

Рис.1 - Механический способ расчистки русла реки

При расчистке реки механическим способом работы ведутся как с сухого берега, так и с пойменной части реки - со сланей. В том и другом случае возникает необходимость устройства временных подъездных путей (проездов) для механизмов и банкетов для их стоянки. Весь состав работ включает подготовительные, сопутствующие и основные операции.

Подготовительные работы при механической очистке леса включают сводку (если возникает необходимость) и культуртехнические работы по корчевке, сгребанию и перетряхиванию кустарника и мелколесья.

Сопутствующие работы, которые также проводятся в случае необходимости, то есть когда в русле реки имеются старые быки, опоры мостов, искусственные пороги и т.д., вызывают необходимость разборки и удаления с живого сечения этих конструкций или их элементов.

После выполнения этих работ и подготовки объекта, начинают выполнение основных работ по расчистке русла, которые предусматривают:

• срезку растительного грунта под кавальеры бульдозером мощностью 96 кВт с перемещением во временные отвалы (до 50 м);

• разработку экскаватором-драглайн сухого грунта с откосов реки и погрузкой его в автотранспорт;

• перемещение сухого грунта автосамосвалами для отсыпки в пределах топей (пойменной части);

• разравнивание отвалов сухого грунта бульдозером мощностью 96 кВт;

• разработка мокрого грунта из подводы экскаватором-драглайн с разгрузкой в отвал;

- перекидка мокрого грунта экскаватором-драглайн на 30-40 м; - разравнивание отвалов бульдозером мощностью 96 кВт после их высушивания;

- надвижка растительного грунта на кавальеры бульдозером мощностью 96 кВт;

- планировка поверхности кавальеров бульдозером или грейдером. Производство работ по расчистке русла реки механическим способом

осуществляется технологическим комплексом машин и механизмов.

В технологическом комплексе и перечне работ, подготовительные (сводка деревьев и культуртехнические мероприятия) и сопутствующие работы присутствуют только в том случае, если они необходимы, то есть по берегам и в сечении расчищаемой реки имеются деревья, кустарник и старые местные преграды. Когда подобные виды работ отсутствуют, то технология регулирования русла включает лишь механическую или гидромеханическую его расчистку (основные земляные работы).

При расчистке русла экскаватором, как правило, возникают ситуации, требующие индивидуального подхода в каждом конкретном случае производства работ.

В частности при крутых склонах берегов реки с недопустимыми уклонами, для установки экскаваторов устраиваются площадки с минимальной шириной 5 м. Эти площадки образуются путем срезки грунта бульдозером типа ДЗ-28 на ТЧ30 и врезания площадки в откосы склона или насыпи путем образования «банкета». На участках реки с широкой пойменной частью и наличием топей работа экскаватора резко осложняется, гусеницы вязнут и производительность падает. В этом случае работа осуществляется с настилов - сланей, которые изготавливаются из брусов или брёвен диаметром не менее 25 см, шириной 0,75-1,0 м и длиной 6,0 м.

Экскаватор переходит на впереди положенные щиты, производит разработку грунта и по мере выработки сечения перемещается далее на щиты, а освободившиеся сзади слани перебрасываются этим же экскаватором вперед по ходу его движения. Для удобства переброски слани-щиты имеют кольца, а на задней стенке ковша экскаватора приваренный крюк, на который навешивают стропы. После переброски щита стропы снимают. Расчистку реки механическим способом предусматривают двухсторннюю при поперечном способе разработки русла экскаватором.

При работе экскаватора в топких местах погрузка разработанного грунта в автосамосвалы не целесообразна, так как автотранспорт в таких условиях будет трудно проходить, пробуксовывать или совсем не проходить. В этом случае погрузку переувлажненного грунта, ведут в прицепные скреперы типа ДЗ-20, которые транспортируют его в отвал на расстояния до 150 м. Переувлажненный грунт, разработанный из-под воды, разгружается во временный близ расположенный отвал, с последующей его перекидкой для просушки. При этом вследствие стекания воды с отвалов грунта разработанного из-под воды, объем переброски уменьшается по сравнению с первоначальным объемом отвалов. Просушенный в переброшенных отвалах грунт, сначала разравнивается бульдозером с перемещением его до 20 м. Затем на этот грунт надвигается растительный слой грунта, снятого ранее, после чего производится планировка этой поверхности бульдозером при рабочем ходе в 2х направлениях (вперед и назад). Учитывая, что объемы выполняемых при этом работ, на каждом участке реки, достаточно большие, то при выборе строительной техники предпочтение следует отдавать машинам средней и большой мощности.

Новые установки для очистки русел рек и водоемов представляет собой самоходный понтон с установленным на нем механизмом. Такая установка может быть применена даже на самых мелких речках и водоемах и производить углубление дна до 12 метров (рис 2).

Рис. 2. Установка для очистки русел рек:

а) общая схема устройства; б) установка в работе

Плавучий кран - манипулятор электрогидравлического типа предназначен для очистки малых рек и водоемов в прибрежной зоне глубиной до 2-х метров крупногабаритных предметов, засоряющих русла малых рек в условиях, труднодоступных для применения традиционной береговой техники с выгрузкой их на берег с последующим удалением традиционной береговой техникой для утилизации.

Кроме того, кран-манипулятор может применяться для механизации погрузочно-разгрузочных, монтажно-демонтажных, ремонтно-восстановительных и других работ с использованием сменных грузозахватных приспособлений и рабочих органов на берегах и прибрежных объектах сельского, мелиоративного, транспортного, трубопроводного строительства в отсутствии на них стреловых самоходных кранов или невозможности их доставки и использования по грунтово-водным условиям. Суточная производительность установки - от 300 до 800 кубометров грунта.

В результате применения новых технических решений технология имеет ряд достоинств; русла рек и водоемов полностью очищаются от иловых отложений, тростника, камыша, затопленных деревьев, растущих в воде кустарников и деревьев, посторонних предметов и строительно-бытового мусора; пруды очищаются без выпуска из них воды; прибрежные полосы не разрушаются тяжелой техникой; формируются при необходимости берега и облагораживается береговая черта.

Гидромеханизированные способы очистки русел рек. Выбор гидромеханизированного способа производства работ по расчистке и регулированию русел рек во многом определяется простотой конструкции рабочего оборудования, непрерывностью и высокой производительностью работ, а также, при правильной организации, меньшей стоимостью по сравнению с механическим способом. Для выполнения этих работ используются серийно выпускаемые земленосные установки и плавучие земснаряды. Для малых и средних рек предпочтение отдается в большей степени дизельным земснарядам типа (рис.3) с дальностью транспортирования пульпы примерно до 100 м, длиной плавучего пульповода от 60 до 120 м и производительностью по грунту от 100 до 250 м³ за час. Небольшая осадка таких земснарядов (≈0,5-0,6 м) позволяет им работать практически в любых условиях реки. Габариты земснаряда и обслуживающий персонал (2-3 чел.) свидетельствуют в пользу их выбора.

Земснаряд к месту работы доставляется автомобилями с прицепами типа ЗИЛ-130-80; ЗИЛ-431510; КамАЗ-5320. В разобранном виде сгружается кранами типа КС-2511К; КС-4572А, монтируется на берегу и спускается на воду в собранном виде с помощью специально устроенного стапеля. Состав и объемы работ для устройства одного стапеля для спуска земснаряда в воду ориентировочно соизмеримы со следующими показателями: 1. Срезки растительного слоя бульдозером мощностью 79(98) кВт(л.с); Вертикальная планировка бульдозером мощностью 79(98) кВт(л.с); 3. Разработка котлована экскаватором емк. ковш., 0,65 м³; 4. Разработка грунта, ниже отметки воды в котловане экскаватором-драглайн; 5. Перемещение вязкого грунта бульдозером мощ. 79 (98) кВт (л.с); 6. Устройство стапеля из стальных труб; 7. Засыпка котлована бульдозером мощ. 79 (98) кВт(л.с) после устройства стапеля; 8. Перемещение грунта бульдозером мощ. 79(98) кВт(л.с) с разравниванием; 9. Надвижка растительного грунта на монтажную площадку бульдозером мощ. 79(98) кВт (л.с).

Рис. 3. Очистка русла реки земснарядом

Земснаряды оснащены различными модификациями разрыхлителей, предназначенных для рубки камыша, подъёма мягкого и твёрдого грунта, и углубления дна на 2,5-7 м от уреза воды.

Современные земснаряды укомплектованы легко монтируемыми трубами, а также перекачивающими станциями для транспортировки пульпы на большие расстояния (более 2 км).

В настоящее время имеются в наличии установки по обезвоживанию шлама ГЛК-1500, позволяющие очищать шлам от средних и увеличенных объёмов, снижать влажность до 15%, что позволяет транспортировать илы автомобильным транспортом, без строительства илонакопителя. Данная техника успешно используется для очистки русел рек.

После спуска земснаряда на воду, приступают к подготовке территорий гидроотвалов, которые располагаются с одной или чаще двух сторон реки на береговой полосе в пределах контура очистки рек. На каждом участке расчистки реки, в зависимости от объемов выемки грунта, длины реки по фарватеру (судовому ходу) и ее конфигурации выбираются несколько мест для расположения отвалов, с тем, чтобы их общая площадь обеспечивала прием намытого грунта.

Количество гидроотвалов принимается кратным количеству участков расчистки.

В пределах каждого гидроотвала устраиваются карты намыва. В зависимости от конфигурации, количества отвалов и их протяженности в плане, устанавливаются продольные и поперечные размеры карт намыва, линейные показатели которых колеблются от нескольких десятков до сотен метров (200-350) при достаточно правильной их конфигурации в виде прямоугольников, трапеций и иногда треугольников. Карты намые ограждаются друг от друга дамбами высотой до 1,5...1,8 м. Заложение откосов дамб ограждения гидроотвалов: сухого m=1, мокрого m=3, для дамб ограждения карт m_сух= m_мок=1. Средний слой грунта в отвале в набухшем состоянии в пределах каждой карты составляет до 1,3 м. Перед устройством ограждающих дамб, со всей территории гидроотвалов снимается весь слой растительного грунта толщиной до 0,3 м. Срезка осуществляется прицепными или полуприцепными скреперами с емкостью ковша от 3 до 8,0 м³ типа: ДЗ-33; ДЗ-11 и ДЗ-20 на тракторе Т-100 и Т-130 или ДЗ-87-1А. Срезанный растительный слой перемещается на 100 м и более во временные отвалы, за пределы территории гидроотвалов и карт намыва.

Каждая карта намыва от разводящего трубопровода имеет несколько выпусков пульпы, запорную арматуру и сбросной один или несколько колодцев. Расстояния между водовыпускными трубопроводами принимаются по расчету - равные длине оседания пульпы. Уклоны поверхности оседающих грунтов при намыве гидроотвалов на картах составляют: подводный намыв - 0,03; надводный - 0,02, Способ намыва - напорный или низконапорный с сосредоточенным выпуском пульпы. Заложение откосов укладываемой пульпы принимается 25, то есть каждая карта намыва в пределах ее ширины заполняется наиболее плотно. Водосбросные колодцы имеют порог на отметке для создания необходимой емкости пруда отстойника для осветления сбросной воды и осаждения твердых фракций. Из сбросных колодцев осветленная вода поступает в сбросной канал и оттуда снова в реку ниже по течению.

С целью минимизации ресурсов, затрат и оптимизации процессы расчистки русла производство работ по намыву грунта в отвалы гидромеханизированным способом, можно рассматривать по нескольким вариантам, которые отличаются друг от друга количеством карт на каждом отвале, их размерами и конфигурацией, схемой намыва грунта в каждую карту, расположением, длиной и диаметром магистрального и разводящих трубопроводов и необходимостью устройства того или иного количества опор из инвентарных элементов под разводящий трубопровод. Во всех случаях производства работ, при различных вариантах использования земснаряда и схемах расположения карт каждый отвал разбивается на определенное количество карт и выбирается схема и очередность их намыва.